沉淀溶解平衡 1

1、 習(xí)慣上習(xí)慣上, ,將溶解度小于將溶解度小于0.010.01克的電解質(zhì)稱為難克的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于會(huì)等于0 0 ，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。 難溶難溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10 (Sg/100g水水)難溶等于不溶嗎？難溶等于不溶嗎？ （1）在裝有少量難溶的）在裝有少量難溶的PbI2黃黃色色固體的試管中。加入固體的試管中。加入3ml蒸餾蒸餾水水,充分振蕩后靜置充分振蕩后靜置 （2）待上層液體變澄清后）待上層液體變澄清后,向其向其中滴加幾滴中滴加幾滴0.1mo/LKI溶液溶液,

2、觀察觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 現(xiàn)象現(xiàn)象: :滴加碘化鉀溶液后滴加碘化鉀溶液后, ,上層澄清溶液中出現(xiàn)黃色上層澄清溶液中出現(xiàn)黃色沉淀沉淀說(shuō)明說(shuō)明: :上層清液中存在鉛離子上層清液中存在鉛離子. . 溶解溶解 PbI2s) Pb2aq) + 2l-(aq) 沉淀沉淀 Pb2+ l-PbI2在水中溶解平衡在水中溶解平衡盡管盡管PbI2固體難溶于水，固體難溶于水，但仍有部分但仍有部分Pb2和和 I I- -離離開固體表面進(jìn)入溶液，同開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的時(shí)進(jìn)入溶液的Pb2和和 I-I-又會(huì)在固體表面沉淀下來(lái)，又會(huì)在固體表面沉淀下來(lái)，當(dāng)這兩個(gè)過(guò)程速率相等時(shí)，當(dāng)這兩個(gè)過(guò)程速率相等時(shí)， Pb2和

3、和 I-I-的沉淀與的沉淀與PbI2固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài). . PbI2固體在水中的沉淀溶固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：解平衡可表示為：1 1、定義：、定義：一定溫度下，沉淀溶解成離子的速率一定溫度下，沉淀溶解成離子的速率等等于于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，即達(dá)到離子重新結(jié)合成沉淀的速率，即達(dá)到沉淀溶解沉淀溶解平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)。動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，溶解和沉淀仍在進(jìn)行動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，溶解和沉淀仍在進(jìn)行 此時(shí)固體質(zhì)量和溶液中各離子的濃度此時(shí)固體質(zhì)量和溶液中各離子的濃度保持保持不變不變, ,形成飽和溶液形成飽和溶液。2、特點(diǎn)：等：等：V

4、V溶解溶解V V沉淀沉淀=定：溶液中各離子濃度保持不變定：溶液中各離子濃度保持不變 變：變：當(dāng)條件改變時(shí)，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)當(dāng)條件改變時(shí)，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)逆：溶解和沉淀互為可逆過(guò)程逆：溶解和沉淀互為可逆過(guò)程 3 3、沉淀溶解平衡表達(dá)式：、沉淀溶解平衡表達(dá)式： PbI2(s)Pb2+(aq) + 2I-(aq) AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) + 2OH-(aq)PbI2:AgCl:Cu(OH)2:定義定義：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液中：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)。達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)。其離子濃度的其離子濃度的化學(xué)

5、計(jì)量化學(xué)計(jì)量數(shù)次方數(shù)次方的乘積為一個(gè)常數(shù)，稱之為的乘積為一個(gè)常數(shù)，稱之為溶度積常數(shù)溶度積常數(shù), ,簡(jiǎn)稱溶度積，用簡(jiǎn)稱溶度積，用K Kspsp表示。表示。4 4、溶度積常數(shù)、溶度積常數(shù)(K(Kspsp) ) PbI2(s)Pb2+(aq) + 2I-(aq)Ksp=Ksp=PbPb2+2+ I I- - 2 2注意：注意：書寫溶度積表達(dá)式時(shí)不考慮固體的濃度書寫溶度積表達(dá)式時(shí)不考慮固體的濃度溶度積常數(shù)有單位溶度積常數(shù)有單位25時(shí)溶度積時(shí)溶度積 Ksp=PbPb2+2+ I I- - 2 2= 7.110-9 mol3 L-3通式：通式：A An nB Bm m(s) nA(s) nAm+m+(aq

6、)+ mB(aq)+ mBn-n-(aq)(aq) 則則 K Kspsp(A(An nB Bm m)= A)= Am+m+ n n BBn-n- m m小結(jié)：小結(jié)： 寫出下列難溶物的沉淀溶解平衡表達(dá)式和寫出下列難溶物的沉淀溶解平衡表達(dá)式和溶度積表達(dá)式溶度積表達(dá)式 難溶物難溶物沉淀溶解平衡表達(dá)式沉淀溶解平衡表達(dá)式Ksp表達(dá)式表達(dá)式AgI BaSO4Mg(OH)2Ca3(PO4)2AgI(s) Ag+ I-BaSO4(s) Ba2+SO42-Mg(OH)2(s) Mg2+ 2OH-Ca3(PO4)2(s) 3Ca2+ 2PO43-Ksp =Ag+ I- Ksp = Ba2+SO42-Ksp =Mg

7、2+ OH- 2Ksp = Ca2+ 3PO43- 2一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)的化學(xué)式所表示的一定溫度下，當(dāng)難溶電解質(zhì)的化學(xué)式所表示的組成中陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，組成中陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，K Kspsp越大的難溶越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)Ag2CO3(s) 2Ag+CO32- Ksp= Ag+ 2 CO32- = 8.110-12mol3 L-3幾種難溶電解質(zhì)在幾種難溶電解質(zhì)在25時(shí)的沉淀溶解平衡和溶度積：時(shí)的沉淀溶解平衡和溶度積： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= Ag+Cl- = 1.810-10mol2 L-2AgBr(s) Ag+ +

8、Br- Ksp= Ag+Br- = 5.010-13mol2 L-2AgI(s) Ag+ + I- Ksp= Ag+I- = 8.310-17mol2 L-2（2）Ksp的意義：反映了難溶電解質(zhì)在的意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力水中的溶解能力AgCl、AgBr、AgI三種飽和溶液中三種飽和溶液中Ag+由大到小的順序?yàn)椋河纱蟮叫〉捻樞驗(yàn)椋?AgCl AgBr AgI溶解能力溶解能力:AgCl AgBr AgI（3 3）K Kspsp的影響因素的影響因素 難溶電解質(zhì)本身的難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)性質(zhì)和和溫度溫度 溶液不飽和，溶液不飽和，若加入固體若加入固體將將溶解溶解有有沉淀沉淀生生成成處于沉

9、淀處于沉淀溶解平衡溶解平衡AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 濃度商濃度商Q(AnBm)= c(Am+)n . c(Bn-)m Ksp(AnBm)= Am+n . Bn-m（4）應(yīng)用：判斷沉淀溶解平衡的方向）應(yīng)用：判斷沉淀溶解平衡的方向討論總結(jié)：討論總結(jié)：對(duì)于平衡對(duì)于平衡AgClAgCl（S S） AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq)(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響若改變條件，對(duì)其有何影響改變條件改變條件平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向 C C（AgAg+ + ）C C（ClCl- -）升升 溫溫加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNa

10、Cl（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s) 不變不變 不變不變不移動(dòng)不移動(dòng) 不變不變 不變不變 ad bc 將足量將足量AgCl分別放入：分別放入：5mL水，水，10mL0.2mol/LMgCl2溶液，溶液，20mL0.5mol/LNaCl溶液，溶液，40mL0.1mol/L鹽酸中溶解至飽和，各溶液鹽酸中溶解至飽和，各溶液中中Ag+的濃度分別為的濃度分別為a、b、c、d，它們由大，它們由大到小的排列順序是到小的排列順序是改變條件改變條件平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向升高溫度升高溫度加少量加少量ZnCl2（s）加少量加少量Na2S（s）加水稀釋加水稀釋加稀加稀H2SO4對(duì)于沉淀溶解平衡：對(duì)于

11、沉淀溶解平衡：ZnS（S） Zn2+(aq) + S2-(aq) 若改變條件，對(duì)其有何影響若改變條件，對(duì)其有何影響沉淀生成沉淀生成沉淀生成沉淀生成沉淀溶解沉淀溶解Q=c(Zn2+) c(S2-) Ksp= Zn2+S2-沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解 如果誤將可溶性鋇鹽如果誤將可溶性鋇鹽如如BaCl2、Ba(NO3)2等等當(dāng)當(dāng)作食鹽或純堿食用，會(huì)造成鋇中毒。中毒患者應(yīng)盡作食鹽或純堿食用，會(huì)造成鋇中毒。中毒患者應(yīng)盡快用快用5%的的Na2SO4溶液洗胃，隨后導(dǎo)瀉使鋇鹽盡快溶液洗胃，隨后導(dǎo)瀉使鋇鹽盡快排出，即可化險(xiǎn)為夷。請(qǐng)用排出，即可化險(xiǎn)為夷。請(qǐng)用沉淀溶解平衡原理沉淀溶解平衡原理解釋解釋其中的原因

12、。其中的原因。BaSO4(s) Ba2+ + SO42-SO42-濃度增大，濃度增大， Q Ksp平衡向沉淀方向移動(dòng)平衡向沉淀方向移動(dòng)Ba2+濃度降低到濃度降低到安全濃度標(biāo)準(zhǔn)以安全濃度標(biāo)準(zhǔn)以下，從而解毒下，從而解毒1.1.沉淀的生成沉淀的生成 醫(yī)學(xué)上常使用醫(yī)學(xué)上常使用BaSO4做內(nèi)服造影劑進(jìn)行鋇餐做內(nèi)服造影劑進(jìn)行鋇餐透視。透視。BaCO3同樣也難溶于水的，但是不可用同樣也難溶于水的，但是不可用作鋇餐，這是為什么呢？作鋇餐，這是為什么呢？ BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：的沉淀溶解平衡分別為： BaSO4(s) Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L-2

13、BaCO3(s) Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 提示：人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)提示：人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH為為0.9-1.5)平衡向溶解方向移動(dòng)平衡向溶解方向移動(dòng) + 2H+ CO2+H2OCO32-濃度減小濃度減小Q Ksp(CuS)Ksp(CuS)，S S2-2-與與CuCu2+2+結(jié)合產(chǎn)生結(jié)合產(chǎn)生CuSCuS沉淀沉淀平衡向沉淀移動(dòng)平衡向沉淀移動(dòng)Q(ZnSQ(ZnS）Ksp(ZnS), ZnSKsp(ZnS), ZnS溶解溶解沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀轉(zhuǎn)化的條件：沉淀轉(zhuǎn)化的條件：難溶電解質(zhì)生成更難溶的電解質(zhì)難

14、溶電解質(zhì)生成更難溶的電解質(zhì) 利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過(guò)程中，常用過(guò)程中，常用FeS(s) 、 MnS(s)等難溶物作等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等等重金屬離子。重金屬離子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2練習(xí)：寫出練習(xí)：寫出FeS(s)與廢水中的與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程式。的反應(yīng)離子方程式。 FeS(s) +

15、 Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+(aq)FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+(aq)FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+(aq)齲齒的形成齲齒的形成Ca5(PO4)3OH (s) 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) Ksp=6.810-37mol9L-9 牙齒表面覆蓋的牙釉質(zhì)是人體中最堅(jiān)硬的部分，牙齒表面覆蓋的牙釉質(zhì)是人體中最堅(jiān)硬的部分，起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分是起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分是羥基磷酸鈣羥基磷酸鈣Ca5(PO4)3OH，它在唾液中存在下列平衡：，它在唾液中存在下列平

16、衡： 殘留在牙齒上的糖發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸，牙齒就會(huì)殘留在牙齒上的糖發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸，牙齒就會(huì)受到腐蝕，為什么受到腐蝕，為什么? ?生成的有機(jī)酸能中和生成的有機(jī)酸能中和OH-，使，使OH-濃度降低，濃度降低，上述平衡向右移動(dòng)，羥基磷酸鈣溶解，即牙上述平衡向右移動(dòng)，羥基磷酸鈣溶解，即牙釉質(zhì)被破壞，引起齲齒。釉質(zhì)被破壞，引起齲齒。牙齒的保護(hù)牙齒的保護(hù) 已知已知Ca5(PO4)3F（s）比）比Ca5(PO4)3OH (s) 質(zhì)質(zhì)地更堅(jiān)固、更耐酸腐蝕。請(qǐng)用沉淀溶解平衡知地更堅(jiān)固、更耐酸腐蝕。請(qǐng)用沉淀溶解平衡知識(shí)解釋使用含氟牙膏能防止齲齒的原因。識(shí)解釋使用含氟牙膏能防止齲齒的原因。由于由于Ksp Ca5(PO4

17、)3F Ksp Ca5(PO4)3OH,即前者更難溶，使用含氟牙膏能生成更堅(jiān)即前者更難溶，使用含氟牙膏能生成更堅(jiān)固的氟磷酸鈣固的氟磷酸鈣Ca5(PO4)3F覆蓋在牙齒表覆蓋在牙齒表面，抵抗面，抵抗+的侵襲的侵襲 ，從而防止齲齒。，從而防止齲齒。Ksp=2.810-61mol9L-9Ca5(PO4)3F (s) 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + F-(aq)Ca5(PO4)3OH (s) 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) Ksp=6.810-37mol9L-9小小 結(jié)結(jié)沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶度積溶度積沉淀溶解平衡的應(yīng)用沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.1.沉

18、淀的溶解與生成沉淀的溶解與生成2.2.沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化溶洞中美麗的石筍、鐘乳石和石柱溶洞中美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應(yīng)溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時(shí)，水分蒸發(fā)，二溶洞底滴落時(shí)，水分蒸發(fā)，二氧化碳?jí)簭?qiáng)減小氧化碳?jí)簭?qiáng)減小以及溫度的變以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的積聚，漸漸形經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。成了鐘乳石、石筍等。珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動(dòng)珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動(dòng)物，可從周圍的海水中獲取物，可從周圍的海水中獲取CaCa2 2和和HCOHCO3 3- -，經(jīng)反應(yīng)形成石灰石，經(jīng)反應(yīng)形成石灰石外殼。珊瑚周圍的藻類植物的外殼。珊瑚周圍的藻類植物的生長(zhǎng)會(huì)促進(jìn)碳酸鈣的產(chǎn)生，對(duì)生長(zhǎng)會(huì)促進(jìn)碳酸鈣的產(chǎn)生，對(duì)珊瑚的形成貢獻(xiàn)巨大。人口增珊瑚的形成貢獻(xiàn)巨大。人口增長(zhǎng)、人類大規(guī)?？撤ド?、燃長(zhǎng)、人類大規(guī)?？撤ド帧⑷紵汉推渌瘜W(xué)燃料等因素導(dǎo)燒煤和其他化學(xué)燃料等因素導(dǎo)致空氣中二氧化碳增多，使海致空氣中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳濃度增大，干擾水中二氧化碳濃度增大，干